Управлять гаджетами силой мысли. Как зарождались нейроинтерфейсы и на что они способны сейчас

Когда речь заходит о технологиях, рядом обязательно всплывает Илон Маск. Одной рукой он пытается колонизировать Марс, другой — регулярно шатает мировые рынки акций и криптовалют. В 2019 году эксцентричный бизнесмен представил миру очередное своё детище — компанию Neuralink, которая занимается разработкой технологий для интерфейса «мозг — компьютер». Специалисты стартапа верят, что результаты их исследований способны победить некоторые неврологические заболевания. А в перспективе — ни много ни мало «улучшить» человека.

Однако подопытные обезьяны Маска в этом вопросе далеко не первопроходцы.

С чего всё начиналось

Технологии, которые позволяют обмениваться информацией между мозгом и внешним устройством — компьютером, протезом, смартфоном, инвалидной коляской или другим медицинским прибором, — начали развивать ещё в прошлом веке. В 1965 году нейрофизиолог Хосе Дельгадо провёл эксперимент: он сконструировал нейрочип и вживил его в мозг быка, который принимал участие в корриде. Испытатель хотел доказать, что с помощью прямого воздействия на мозг разными раздражителями можно управлять агрессией животного.

Эксперимент проходил так: Дельгадо вышел на арену, бычок увидел цель, а когда расстояние между тореадором и животным сократилось до фатального, учёный нажал кнопку на пульте управления. Бык отскочил в сторону. Чтобы закрепить результат, Дельгадо достал красное полотнище. Реванша не случилось: устройство и во второй раз спасло исследователя от удара рогами. Результаты опыта сохранились на видео.

Позже профессор Дельгадо продолжил свои успешные эксперименты и на других животных, а в 1970 году в интервью The New York Times произнёс по‑настоящему революционную фразу:

Тогда результаты изысканий учёного вызвали шквал этических разногласий. Но потенциальная польза от технологии перевесила, и научное сообщество начало эксперименты на людях.

Слава первого в мире киборга досталась парализованному художнику Джонни Рею. Из‑за серьёзной травмы он страдал синдромом «запертого человека‎»: не мог двигаться, разговаривать и даже моргать. В 1998 году невролог Филип Кеннеди вживил в мозг Джонни микроэлектрод. Рей должен был думать о простых движениях — например, как он поднимает руку. Нервные импульсы, соответствующие этим действиям, двигали курсор на экране компьютера. Так у парализованного художника появилась возможность общаться.

Правда, ненадолго. Через четыре года после операции первый человек‑киборг умер, а у доктора Кеннеди закончились гранты на исследования. Тогда врач решил принести себя в жертву науке и в 2014 году вживил электроды в собственную голову. Для этого он отправился в Белиз, так как в США запретили подобные эксперименты. Но уже в следующем году исследование пришлось свернуть из‑за ухудшения здоровья доктора Кеннеди.

Какими бывают нейроинтерфейсы

Создать связь с устройством можно разными путями, поэтому все существующие нейроинтерфейсы делят по типам:

• Инвазивные — те, что вживляются непосредственно в мозг. Эксперименты Дельгадо и Кеннеди относятся как раз к таким.
• Малоинвазивные, при которых электроды располагаются на поверхности мозга. Например, известные и давно применяемые для лечения глухоты кохлеарные импланты.
• Неинвазивные — не требующие операции в принципе. Так работает много устройств — от электроэнцефалограммы до тренажёров для нейрофитнеса.

Есть ещё одна классификация. По принципу считывания и отправки сигнала мозговые интерфейсы могут быть однонаправленными (связь работает либо от человека к устройству, либо наоборот) или двунаправленными (чип может посылать и принимать сигналы одновременно). Вторые существуют пока лишь на уровне концепций и научных гипотез.

Где уже применяются нейроинтерфейсы

Медицина

После первой операции на мозге парализованного художника прошло всего 25 лет, но нейротехнологии стремительно рванули вперёд. Впечатляющих результатов удалось добиться в сфере протезирования и реабилитации. Например, в 2016 году учёные из Университета Джонса Хопкинса создали роборуку, которая управляется силой мысли. Специалисты из Калифорнийского университета с помощью нейроинтерфейса, стимуляции мышц и подвеса научили заново ходить парализованного ниже пояса человека. Ещё одной группе исследователей удалось частично восстановить спинной мозг у пациентов с помощью нейроинтерфейса, виртуальной реальности и экзоскелета.

В августе 2021 года исследователи Массачусетского технологического университета совместно с коллегами из Шанхайского университета Чжао Тонг представили тактильный протез руки. Он не только позволяет управлять пальцами, но и возвращает чувство осязания: можно гладить кошку и чувствовать фактуру её мягкой шерсти культёй.

Успехи есть и в области лечения зрения. В 2017 году в России впервые провели операции по установке бионических имплантов пациентам с повреждённой сетчаткой. Вмонтированная в очки камера передавала сигнал киберглазу, а тот отправлял в мозг зрительные образы. Сейчас учёные проводят испытания технологии кортикальных имплантов. Она отличается тем, что микрочип позволит незрячим получать картинку, минуя глаза. Фактически — видеть мозгом.

Считывание сигналов мозга помогает лучше понять эмоциональное состояние человека и даже справляться с некоторыми неврологическими нарушениями. Например, нейроинтерфейс, разработанный стартапом NeuroAngel, определяет выгорание от работы. А гарнитура PigPug помогает детям с расстройством аутистического спектра или синдромом дефицита внимания и гиперактивности научиться концентрироваться и расслабляться.

Развлечения

Игровая индустрия нацелена использовать связь «мозг — устройство», чтобы улучшить геймплей. Уже сейчас с помощью гарнитур можно управлять персонажами, концентрируясь на определённых участках экрана. Так работает тот же тренажёр PigPug. Скорее всего, в недалёком будущем мозговые интерфейсы помогут управлять аватарами в метавселенных и отдельных VR-играх.

В 2021 году французская компания NextMind вывела на рынок первое устройство, которое позволяет раздавать команды компьютеру и телевизору. С выпуском достаточного количества совместимого ПО такая гарнитура откроет массу инклюзивных возможностей для тех, кому недоступно управление техникой обычным способом.

К чему может привести развитие нейротехнологий

С тех пор как учёный вышел один на один против чипированного быка, споры вокруг симбиоза нейроинтерфейсов и человека не утихают. Оптимистично настроенные сторонники технологии предрекают наступление эры киборгов. Они полагают, что таких людей можно считать представителями новой ветки эволюции. Природа не смогла помочь им, зато помогли машины. Британский учёный, независимый исследователь, эколог и футурист Джеймс Лавлок пишет в своей книге:

Связь естественного и искусственного интеллекта способна перевернуть наше представление о многих вещах: об управлении гаджетами, о восприятии информации и рабочих процессах. В самых смелых прогнозах футурологов даже мелькают слова «телепатия», «загрузка сознания» и «цифровое бессмертие».

Однако мозг и его потенциал все ещё остаются малоизученными. Поэтому антиутопичные сценарии тоже существуют. Любую связь можно взломать, и связь «мозг — компьютер» не исключение. Нейроинтерфейсы потенциально могут быть «пропуском» в сознание, и именно этого, по мнению противников технологии, стоит опасаться.